Análisis de la epidemiología de la mastitis bovina y de los riesgos sanitarios asociados a ella a partir de muestras de leche de tanque en hatos de la región Norte de Antioquia, Colombia | Analysis of the epidemiology of bovine mastitis and associated health risks frombulk tank milk samples in herds in the northern region of Antioquia, Colombia.

RESUMEN: La mastitis bovina es la enfermedad que más afecta a los hatos lecheros en el mundo y para la que se usan principalmente los antimicrobianos en las granjas. Las inadecuadas prácticas sanitarias al momento del ordeño propician el incremento en la incidencia y prevalencia de bacterias causantes de mastitis contagiosa y ambiental, lo que a su vez promueve el uso de antimicrobianos para contrarrestar la enfermedad causando un impacto sobre la sanidad animal y la salud pública, específicamente, la resistencia antimicrobiana y los residuos de antibióticos en la leche. Por lo anterior, este trabajo tuvo como objetivo general analizar los riesgos sanitarios asociados a la mastitis bovina y a los patógenos presentes en leche cruda de hatos lecheros en referencia al contexto epidemiológico y de salud pública. Para dar respuesta a este objetivo, fue seleccionada una muestra probabilística de 150 hatos en tres municipios de la zona Norte de Antioquia, Santa Rosa de Osos, San Pedro de los Milagros y Entrerríos. En cada hato se tomaron tres muestras de leche de tanque para la detección de calidad higiénica, sanitaria, aislamiento microbiológico de E. coli, Klebsiella spp. y S. aureus, y detección de residuos de antimicrobianos en leche cruda. Adicionalmente se implementó una encuesta epidemiológica para identificar las prácticas de ordeño y caracterizar el uso de antimicrobianos en granja. El aislamiento microbiológico a partir de las muestras de leche de tanque evidenció una prevalencia para E. coli de 2.0% (3/150), para Klebsiella spp. del 8% (12/150) y para S. aureus del 14% (21/150). Adicionalmente, se encontraron los siguientes factores asociados a la presencia de S. aureus: ordeñar en potrero fue un factor de riesgo (p<0.05) mientras que la desinfección de manos entre las vacas y usar desinfectantes para las manos, fueron factores protectores (p<0.05). Los factores de riesgo asociados a la presencia de E. coli y Klebsiella spp. en tanque de leche fueron: hatos con más de 60 vacas en ordeño y el cambio de ordeñador durante el último mes (p<0.05). La caracterización molecular de las cepas confirmadas como S. aureus demostró que todas las cepas albergaban genes que codifican para factores de virulencia, se encontró la presencia de la enterotoxina h (seh) en seis cepas (6/21; 28,6%) y en una cepa se identificaron seis tipos de enterotoxinas (seg, sei, sem, sen, seo, seu). La mayoría de las cepas presentaron el gen cap5 (17; 80.9%) y muy pocas el gen cap8 (4; 19.1%). La mayoría de las cepas presentaron la combinación de genes cap5 y agr I (16/21; 76.2%), seguidas de la combinación cap8 y agr III (3/21; 14.3%), cap5 y agr II (1/21; 4.7%), cap8 y agr I (1/21; 4.7%). En este estudio, la evaluación de la relación clonal de las 21 cepas evaluadas a partir de la prueba PFGE evidenció alta heterogeneidad evidenciado en 18 diferentes patrones. Se evidenció que todas las cepas de S. aureus presentaron betalactamasas y ninguna cepa fue positiva a SARM por métodos fenotípicos ni moleculares. En relación con lo hallado para bacterias Gram negativas, se encontró una cepa de K. pneumoniae aislada de leche de tanque positiva al gen blaSHV61 (0.67%; 1/150). Finalmente, la prevalencia de residuos de antibióticos en leche cruda fue del 3.33% (5/150). Los resultados finales confirmados mediante la prueba Milksafe 3BTS fueron: sulfadiazinas 1/150 (0,67%), betalactámicos 4/150 (2,67%) y tetraciclina 0/150 (0%). Este estudio aporta información epidemiológica y sanitaria actualizada sobre patógenos presentes en leche de tanque que son de interés en salud pública y en medicina veterinaria.

ABSTRACT: Bovine mastitis is the disease that most affects dairy herds in the world and for which antimicrobials are mainly used on farms. Inadequate practices in the use of antimicrobials promote the spread of antimicrobial resistance in bacteria causing bovine mastitis. In addition, it can lead to chemical contamination of milk from residues of cows undergoing treatment. These residues can affect the health of people who consume the contaminated milk. Inadequate sanitary practices at the time of milking lead to an increase in the incidence and prevalence of bacteria causing contagious and environmental mastitis, which in turn promotes the use of antimicrobials to counteract the disease, causing an impact on animal health and public health, specifically, resistance and residues of antimicrobials in milk. Therefore, the general objective of this study was to analyze the health risks associated with bovine mastitis and pathogens un raw milk from dairy herds in three municipalities of the northern region of Antioquia, Colombia, to know its epidemiological context and potential impact on animal and public health. To respond to this aim, a probabilistic sample of 150 herds was selected in three municipalities in the northern part of Antioquia, Santa Rosa de Osos, San Pedro de los Milagros, and Entrerríos. In each herd, three tank milk samples were taken for the detection of hygienic and sanitary quality, microbiological isolation of E. coli, Klebsiella spp., and S. aureus, and detection of antimicrobial residues. In addition, an epidemiological survey was implemented to identify milking practices and characterize the use of antimicrobials on the farm. As a result, we found a prevalence at the milk tank level for E. coli of 2.0% (3/150), for Klebsiella spp. of 8% (12/150), and for S. aureus of 14% (21/150). Additionally, the following factors associated with the presence of S. aureus were found, milking in the paddock was a risk factor (p<0.05) while hand disinfection between cows and the use of hand sanitizers were protective factors (p<0.05). The risk factors associated with the presence of E. coli and Klebsiella spp. in the milk tank were herds with more than 60 cows in milking and the change of milker during the last month (p<0.05). Molecular characterization of the strains confirmed as S. aureus showed that all strains harbored genes encoding for virulence factors, enterotoxin h (seh) was found in six strains (6/21; 28.6%) and six types of enterotoxins (seg, sei, sem, sen, seo, seu) were identified in one strain. Most strains presented the cap5 gene (17; 80.9%) and very few the cap8 gene (4; 19.1%). Most strains presented the cap5 and agr I gene combination (16/21; 76.2%), followed by cap8 and agr III (3/21; 14.3%), cap5 and agr II (1/21; 4.7%), cap8 and agr I (1/21; 4.7%). In this study, the evaluation of the clonal relationship of the 21 strains evaluated generated nine pulse types distributed in four clusters. The low variability could be due to the clonal distribution among the study regions. In the evaluation of antimicrobial resistance, all S. aureus strains showed beta-lactamases and no strain was positive for MRSA by phenotypic or molecular methods. In contrast, one strain of K. pneumoniae isolated from tank milk was found to be positive for the blaSHV61 gene (0.67%; 1/150). Finally, the prevalence of antibiotic residues in raw milk was 3.33%. The final results confirmed by the Milksafe 3BTS test were: sulfadiazine 1/150 (0.67%), beta-lactams 4/150 (2.67%) and tetracycline 0/150 (0%). This study provides updated epidemiological information on pathogens present in tank milk that are of interest in public health and veterinary medicine. It also evidenced the first finding of the shv gene in a strain of Klebsiella pneumoniae isolated from raw milk, which indicates that in the study area there are bacteria harboring mobile or transferable genetic elements that could be dispersed in animal environments and at risk of spreading in human environments, so it is necessary to continue investigating and monitoring dairy herds.

COL0001262

TESIS CON DISTINCIÓN: Magna Cum Laude (sobresaliente)

Doctorado

Doctora en Ciencias Veterinarias